Design-Pattern-Relationships-Between-Objects

最近半个月，结合视频和书籍，把设计模式反反复复看了好几遍。

编写设计模式的笔记和分享，确实具有一定难度。首先，设计模式本身是抽象的，是对实践经验的总结。这意味着，对于每个设计模式，并没有完全确定的规范，不同的人有着不同的经验，也会有不同的实现。所以设计模式本质是一种思想，是不同实现中的相同部分，而思想本身很难用文字来完整表述。其次，笔记很容易变成网络上已有资料的复制。因为从头思考每个概念，琢磨其间关系，设计表达，本身事件很麻烦的事情，为了偷懒就会去复制别人的表述。最后，笔者也不一定保证自己的理解是准确的。但在刚刚学习完，一定是印象最深刻的。所以趁此机会做下记录。

设计模式是基于面向对象编程(Object-Oriented Programming, OOP)的。对于面向对象的思想和四大特性在此不赘述，直接从对象之间关系开始聊起。

对象之间的关系

对象/类之间（因为大部分类最后都会实例化，因此不加区分地使用类/对象）的关系包括：实现、继承、依赖、关联、聚合、组合。

值得一提的是，不同编程语言对于OOP的支持也不同，例如Python中要定义抽象类/接口，需要继承ABC抽象基类，而Java中可以通过abstract class来定义抽象类，通过interface来定义接口；Java中可以定义内部类，而PHP则不支持内部类。对象之间的关系是脱离于语言的，本文以Java为例，描述对象之间的关系在Java中的体现。

继承和实现

继承和实现的特征比较明显，容易区分。

继承通常描述两个类中，其中一个类可以复制另一个类的属性/成员变量和方法。

通常来说，继承是为了提高代码复用性。如果有A、B两个类，在他们的定义中，都有一些相同的属性和方法，那么可以将这部分属性和方法抽取到C类中，并将A、B类都继承自C，那么A、B就拥有了C中定义的属性和方法。如果修改C类，那么A、B类会相应发生变动。而A/B中，可以在C的基础上新增属性和方法，或者重写C中定义的方法，以此来区分C和A/B。C和A、B类的关系就是继承，称C为父类，A/B为子类。

实现通常描述一个类实现了另一个接口的所有方法的过程。当一个类实现了一个接口时，它必须提供接口中定义的所有方法的具体实现。接口通常是一个特殊的类，不能包含属性、构造方法，且方法只有签名声明。

接口通常定义不同对象间交互的规范，而实现则是提供规范的具体实施过程。如果有两个类A、B，在他们定义中，包含同名且功能类似但不完全相同的方法，则可以将这些同名函数抽取到一个接口C中，且只需声明函数签名即可。为了实现接口C，A/B必须提供C中声明的所有方法的具体代码。

从此处看，实现本身没有提供额外的功能，也没有降低代码的冗余度。但可以利用多态的动态性，降低代码的耦合度。可以将代码中对A、B类的引用，都改成对接口C的引用。接口C的引用，可以指向所有实现了接口C的一堆类。调用C中声明的方法时，会动态根据对象具体类型，调用对应的实现。通过改成对接口C的引用，使得用到A、B的地方，不仅仅局限于只能使用A/B。有一种接口变量类型是一堆具体类的集合感觉。

依赖、关联、聚合、组合

依赖也是容易区分的。因为其他所有的关系，都必然是依赖关系。如果修改一个类的定义可能会造成另一个类的变化，那么这两个类之间就存在依赖关系。

在一个类的代码中，只要见到了另一个类的代码，通常这两个类就是依赖关系。但不包含另一个类的代码，也可能是依赖关系，例如对象A依赖了对象B，而对象B依赖了对象C。根据定义，修改C的代码，可能会导致B的行为变动，从而引起对象A的变化。这样看大部分类之间都包含依赖关系。幸运的是，对于大部分的依赖关系我们不需要刻意关注。

关联可视为一种特殊类型的依赖，即一个对象总是拥有访问与其交互的对象的权限，而简单的依赖关系并不会在对象间建立永久性的联系。

在Java中，方法形参、局部变量是存在于栈中，方法返回后，其引用就会随着弹出而销毁。因此这种关系通常是临时的，通常使用依赖描述。而成员变量，在对象整个生命周期、不同方法中，都可以访问，关系是永久性的，因此使用关联描述。

在关联中，又可以细分为聚合和组合。在许多教材中，组合是一种特殊的聚合，即聚合包含组合。但在实际术语使用中，聚合通常指聚合中不包含组合的那部分，因此通俗地说两者不是包含关系，而是并列互斥的关系。

关联描述了一个对象A，通过成员变量的形式，拥有了另一个对象B的访问权限。在此基础上，如果对象A控制着对象B的生命周期，则A与B是组合关系，否则则是聚合关系。

常见的控制生命周期的形式，便是在构造函数中对成员变量进行实例化赋值，并且不提供setter方法。如此对象A在实例化时，便会完成对成员变量B的实例化，并且外部无法去替换成员变量的引用。对象A销毁时，由于全局不会再有对B的引用，B也会被销毁。组合体现出A和B“同生共死”的关系。

如果成员变量可以被外部替换，或者两者的生命周期可以不一致时，通常就是聚合关系。值得一提的是，Spring框架中，通过@Autowired注解自动注入的成员变量，通常是聚合关系，因为其生命周期不一致，被引用对象也可以作为其他对象的成员变量，并且也可以通过某些方式替换这些成员变量。

总结

对象之间的关系包括实现、继承、依赖、关联、聚合、组合。

其中实现、继承容易区分和识别。

依赖是最弱的关系表示，剩下五种关系都是关联关系。

关联在Java中，通常使用成员变量来表示。他包含两种具体情况。如果两个对象同生共死，则为组合关系，否则则是聚合关系。